План-конспект урока по физике. Тема: Электрический ток в газах


Цель урока: раскрыть физическую природу электрической проводимости газов с точки зрения электронной теории; сформировать у учащихся понятие об ионной проводимости газов, несамостоятельном и самостоятельном разряде.

Ход урока

Проверка домашнего задания методом фронтального опроса

Что называют электролитической диссоциацией?

– Почему при прохождении тока по металлическому проводнику не происходит переноса вещества, а при прохождении тока по раствору электролита перенос вещества осуществляется?

– В чем сходство и различие собственной проводимости у полупроводников и у растворов

электролитов?

– Сформулируйте закон электролиза Фарадея

– Задача. Определите, какая масса алюминия отложится на катоде за 10 ч при электролизе Al2(SO4)3, если сила тока равна 1 А.

Дано: m= k I Δt m = 0,093· 10-6 ·1·36·


103 = 0,0033 кг = 3,3 г

Δ t = 10 ч k = 0,093·10-6кг/Кл

I = 1 A Δt =36·103

m -?

Изучение нового материала

Опыт: электрометр соединяют с дисками плоского конденсатора и заряжают его. При комнатной температуре конденсатор не разряжается.

Электрическая проводимость воздуха при обычных температурах мала, воздух – диэлектрик.

Если воздух между дисками нагреть, конденсатор разрядится. Нагретый газ – проводник!

Процесс прохождения электрического тока через газ называют газовым разрядом.

При обычных условиях газы почти полностью состоят из нейтральных молекул или атомов, т.е.

обычные газы – диэлектрики.

При нагревании газов (или другом активном воздействии на них) часть атомов ионизируется –

распадается на положительно заряженные ионы и электроны.

При активном действии на молекулы газов они, двигаются быстрее, сталкиваются между собой и распадаются на ионы и электроны

Механизм проводимости газов такой же, как у растворов и расплавов электролитов. Только отрицательный заряд переносится не отрицательными ионами, а электронами. Образование ионов происходит за счет внешних ионизаторов. После прекращения действия ионизаторов газ перестает быть проводником. Ток прекращается, когда ионы и электроны достигают электродов.

В отсутствии внешнего поля заряженные частицы исчезают вследствие рекомбинации, газ становится диэлектриком. Чтобы в газе происходил разряд, необходимо действие внешнего ионизатора, но газ способен поддерживать сам себя. Для исследования разряда в газе используют стеклянную трубку с электродами. Положительно заряженные ионы перемещаются к отрицательному электроду, а электроны и отрицательные ионы – к положительному электроду.

В трубке возникает электрический ток, т.е. происходит газовый разряд.

Если продолжать увеличивать разность потенциалов, то ток достигнет насыщения. Если действие ионизатора прекратить, то прекратится и разряд. Такой разряд называется несамостоятельным

При дальнейшем увеличении разности потенциалов между электродами сила тока, начиная с некоторого значения, снова возрастает. В газе появляются дополнительные ионы, Число ионов возрастает, внешний ионизатор не нужен для поддержания разряда. Если ионизатор убрать совсем, то разряд не прекратится – такой разряд – самостоятельный.

I I

0 U

График несамостоятельного разряда График самостоятельного разряда

Рассмотрим, как происходит ионизация электронным ударом: m V2/2 = е Е L; m V2/2 ≥ Ai ; то при столкновениях электрона с атомом происходит ионизация. В результате оказываются 2 свободных электрона, а потом возникает лавина электронов. Такой процесс называется ионизацией электронным ударом.

Закрепление изученного материала

№ 1.Найти энергию ионизации атома гелия, если его потенциал ионизации 24,5 В.

Решение. Wi = eUi; Wi = 1,6 ·10-19 ·24,5 = 39,2 ·10-19 Дж

№ 2. Для ионизации атома водорода электрон должен обладать скоростью. Если потенциал ионизатора атома водорода 13,5 В, то какой должна быть наименьшая скорость электрона?

Решение. Для того, чтобы ионизировать атом водорода, электрон должен обладать кинетической энергией, равной энергии ионизации.

Решение.

Wk =Wi ; mV2/2 = e Ui ; V2= 2 e Ui /m ; V = 2,2 ·106м/с

Подведем итоги урока

Домашнее задание: § 124, 125, ответить на вопросы 1-3 на стр. 312.




1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...


План-конспект урока по физике. Тема: Электрический ток в газах